Автор: Binance
Петкратният ръст на потребителите и трансакционната активност на блокчейн плащания за последните 3 години са повод да погледнем теоретично какво се крие зад този технологичен „храст“. Активните потребители са 13,5 млн. в световен мащаб, а системата улеснява близо 2 млн. трансакции месечно, според доклад на Binance Research към август тази година.
Какво е блокчейн?
Блокчейнът е специален вид база данни, наричана още децентрализиран цифров регистър, който се поддържа от множество компютри, разпространени по целия свят. Блокчейн данните са организирани в блокове, които са хронологично подредени и защитени с криптография.
Най-ранният модел на блокчейн е създаден в началото на 90-те години на миналия век, когато компютърният учен Стюарт Хабер и физикът У. Скот Сторнета използваха криптографски техники във верига от блокове като начин за защита на цифрови документи от подправяне на данни.
Хабер и Сторнета вдъхновяват работата на много други компютърни учени и ентусиасти по криптографията, което в крайна сметка довежда до създаването на първата криптовалута, задвижвана от блокчейн технология, биткойн. Оттогава приемането на блокчейн технологията постепенно се разшири и криптовалутите се използват от все по-голям брой хора в световен мащаб.
Въпреки че блокчейн технологията често се използва за записване на трансакции с криптовалута, тя е подходяща за записване на много други типове цифрови данни и може да се прилага в широк диапазон от случаи на употреба.
Какво е децентрализация в блокчейна?
Децентрализацията в блокчейна се отнася до идеята, че контролът и властта за вземане на решения в мрежата се разпределят между нейните потребители, а не се контролират от един субект, като правителство или корпорация. Това може да бъде полезно в ситуации, в които хората трябва да се координират с непознати или когато искат да гарантират сигурността и целостта на своите данни.
В децентрализирана блокчейн мрежа няма централен орган или посредник, който да контролира потока от данни или трансакции. Вместо това трансакциите се проверяват и записват от разпределена мрежа от компютри, които работят заедно, за да поддържат целостта на мрежата.
Когато хората говорят за блокчейн технология, те често не говорят само за базата данни. Блокчейн технологията захранва приложения като криптовалути и незаменими токени (NFT-та), позволявайки на хората да си сътрудничат и да извършват трансакции помежду си, без да разчитат на централен орган.
Как работи?
В основата си блокчейнът е дигитален регистър, който сигурно записва трансакциите между две страни по защитен от подправяне начин. Тези трансакционни данни се записват от глобално разпределена мрежа от специални компютри, наречени възли.
Когато потребител инициира трансакция, като например изпращане на определено количество криптовалута на друг потребител, тази трансакция се излъчва към мрежата. Всеки възел удостоверява трансакцията чрез проверка на цифрови подписи и други данни за трансакцията.
След като трансакцията бъде потвърдена, тя се добавя към блок заедно с други вече потвърдени трансакции. Блоковете са верижно свързани с помощта на криптографски методи, образувайки блокчейн. Процесът на проверка на трансакциите и добавянето им към блокчейна се извършва чрез консенсусен механизъм, набор от правила, които управляват как възлите в мрежата постигат споразумение относно състоянието на блокчейна и валидността на трансакциите.
Криптографията е ключова за блокчейна за поддържане на сигурен, прозрачен и устойчив на подправяне запис на трансакциите. Например хеширането е ключов криптографски метод, използван в блокчейните. Това е криптографски процес, който преобразува вход с всякакъв размер в низ от символи с фиксиран размер.
Хеш функциите, използвани в блокчейните, обикновено са устойчиви на сблъсък, което означава, че шансовете за намиране на две части от данни, които произвеждат еднакъв резултат, са астрономически малки. Друга характеристика се нарича лавинен ефект, отнасящ се до явлението, че всяка лека промяна във входните данни би довела до драстично различен резултат.
Всеки блок в блокчейна сигурно съдържа хеша на предходния блок, създавайки стабилна верига от блокове. Всеки, който иска да промени един блок, ще трябва да промени всички следващи блокове, задача, която е не само технически предизвикателна, но и прекалено скъпа.
Друг криптографски метод, широко използван в блокчейна, е криптографията с публичен ключ. Наричана още асиметрична криптография, тя помага за установяване на сигурни и проверими транскции между потребителите.
Ето как работи: Всеки участник има уникален чифт ключове: частен ключ, който пази в тайна, и публичен ключ, който се споделя открито. Когато потребител инициира трансакция, той я подписва с помощта на частния си ключ, създавайки цифров подпис.
След това други потребители в мрежата могат да проверят автентичността на трансакцията, като приложат публичния ключ на подателя към цифровия подпис. Този подход гарантира сигурни трансакции, тъй като само легитимният собственик на частния ключ може да разреши трансакция, но всеки може да провери подписите с помощта на публичния ключ.
Друга характеристика на блокчейна е неговата прозрачност. Обикновено всеки може да проверява данните на блокчейн, включително всички данни за трансакции и блокови данни, на публични сайтове за блокчейн. Например, можете да видите всяка трансакция, която някога е била записана в биткойн мрежата на сайтове за блокчейн експлорър, включително идентификатора на изпращача и получателя, сумата на превода и списък на собствениците на всеки биткойн.
Какво представлява консенсусният механизъм?
Алгоритъмът за консенсус е механизъм, който позволява на потребителите или машините да се координират в разпределена настройка. Той трябва да гарантира, че всички участници в системата могат да се споразумеят за един източник на истина, дори ако някои участници са в неизправност. Те гарантират, че всички възли в мрежата имат едно и също копие на регистъра, който съдържа запис на всички трансакции. Механизмите за консенсус са необходими за блокчейните, тъй като няма централен орган, който да проверява трансакциите и да поддържа целостта на мрежата.
Когато десетки хиляди възли пазят копие от данните на блокчейна, бързо могат да възникнат някои предизвикателства, включително съгласуваност на данните и злонамерени възли. За да се гарантира целостта на блокчейна, има различни механизми за консенсус, които управляват как мрежовите възли постигат споразумение. Нека сега да разгледаме основните.
Видове консенсусни механизми
Какво е доказателство за работа?
Доказателство за работа (PoW) е консенсусен механизъм, използван в много блокчейн мрежи за проверка на трансакции и поддържане на целостта на блокчейна. Това е оригиналният механизъм за консенсус, използван от биткойн.
При PoW копачите се състезават за решаване на сложен математически проблем, за да добавят следващия блок към блокчейна. В процеса, известен като копаене, първият копач, който реши проблема, се възнаграждава с криптовалута.
Копачите трябва да използват мощни компютри за решаване на математически задачи, за да копаят нови монети и да защитят мрежата. Ето защо процесът на копаене изисква значителни количества изчислителна мощност и следователно енергия.
Какво е доказателство за залог?
Доказателството за залог (PoS) е консенсусен механизъм, предназначен да се справи с някои от недостатъците на доказателството за работа (PoW). В PoS система, вместо копачите да се състезават за решаване на сложни математически задачи за валидиране на трансакции и добавяне на нови блокове към блокчейна, валидаторите се избират въз основа на количеството криптовалута, което „стейкват“ в мрежата.
Валидаторите държат определено количество криптовалута като обезпечение или „залог“, за да участват в процеса на консенсус. След това те се избират на случаен принцип, за да създадат нови блокове и да валидират трансакции въз основа на размера на техния залог. Валидаторите се възнаграждават с такси за трансакции за създаване на нови блокове и като стимул да действат в най-добрия интерес на мрежата.
Други популярни механизми за консенсус
Доказателството за работа и доказателство за залог са най-често срещаните консенсусни алгоритми, но има и други. Някои са хибриди, които комбинират елементи от двете системи, докато други са напълно различни методи.
Например, делегираното доказателство за залог (DPoS) е подобно на PoS, но вместо всички валидатори да имат право да създават нови блокове, притежателите на токени избират по-малък набор от делегати, които да правят това от тяхно име.
От друга страна, при доказателството за пълномощие (PoA) валидаторите се идентифицират по тяхната репутация или самоличност, а не по количеството криптовалута, която притежават. Валидаторите се избират въз основа на тяхната надеждност и могат да бъдат премахнати от мрежата, ако действат злонамерено.
Предимства на блокчейна
1. Децентрализация
Децентрализираният характер на блокчейна означава, че няма единична точка на контрол или отказ, което може да го направи по-сигурен и устойчив на атаки или пробиви на данни.
2. Прозрачност
Трансакциите в блокчейн са видими за всички участници, което улеснява проследяването и проверката на трансакциите и гарантира тяхната точност.
3. Неизменност
След като една трансакция бъде записана в блокчейн, тя не може да бъде променена или изтрита. Това създава постоянен запис на всички трансакции, който може да бъде проверен от всеки с достъп до блокчейн мрежата. Това е значително отклонение от традиционните системи, при които трансакциите са обратими.
4. Ефективност
Блокчейнът може да позволи по-бързи и по-ефективни трансакции, защото не изисква посредници, като банки.
5. По-ниски такси
Чрез елиминиране на посредници и автоматизиране на процесите блокчейнът може да намали трансакционните разходи и да направи определени бизнес операции по-ефективни.
6. Без доверие
Блокчейн технологията позволява прозрачни трансакции, които се проверяват и потвърждават от самите участници в мрежата, без доверени посредници.
Какви са различните видове блокчейн мрежи?
Публични блокчейни
Публичният блокчейн е децентрализирана мрежа, която е отворена за всеки, който иска да участва. Тези мрежи обикновено са с отворен код, прозрачни и без разрешения, което означава, че всеки може да има достъп до тях и да ги използва. Bitcoin и Ethereum са примери за публични блокчейни.
Частни блокчейни
Частният блокчейн, както подсказва името, е блокчейн мрежа, която не е отворена за обществеността. Частните блокчейни обикновено се управляват от един субект, като например компания, и се използват за вътрешни цели и случаи на употреба.
Частните блокчейни са разрешени среди с установени правила, които диктуват кой може да вижда и пише във веригата. Те не са децентрализирани системи, защото има ясна йерархия на контрол. Те обаче могат да бъдат разпределени, тъй като много възли поддържат копие на веригата на своите машини.
Консорциумни блокчейни
Консорциумният блокчейн е хибрид от публични и частни блокчейни. В консорциумния блокчейн множество организации се обединяват, за да създадат споделена блокчейн мрежа, която се менажира и управлява съвместно. Тези мрежи могат да бъдат отворени или затворени, в зависимост от нуждите на членовете на консорциума.
Вместо отворена система, където всеки може да валидира блокове, или затворена система, където само един субект определя производителите на блокове, при консорциумния блокчейн няколко еднакво силни страни действат като валидатори.
Правилата на системата са гъвкави: видимостта на веригата може да бъде ограничена до валидатори, до упълномощени лица или да е видима за всички. Ако валидаторите могат да постигнат консенсус, промените могат лесно да бъдат приложени. Що се отнася до това как работи блокчейнът, ако определен праг от тези страни се държат честно, системата няма да срещне проблеми.
За какво се използва блокчейнът?
Въпреки че блокчейн технологията все още е в начален стадий, тя вече има случаи на употреба в много различни индустрии. Някои от най-често срещаните текущи приложения на блокчейн технологията включват:
1. Криптовалути
Блокчейн технологията е разработена в подкрепа на създаването на криптовалути, които използват блокчейн като сигурен и децентрализиран регистър за записване на трансакции.
2. Цифрова самоличност
Блокчейнът може да се използва за създаване на сигурни и защитени от подправяне цифрови самоличности, които могат да се използват за проверка на лична информация и други чувствителни данни. Това може да стане все по-важно, тъй като повече от нашата лична информация и активи се преместват онлайн.
3. Гласуване
Чрез предоставяне на децентрализиран, защитен от подправяне регистър на всички подадени гласове, блокчейн технологията може да се използва за създаване на сигурна и прозрачна система за гласуване, която елиминира възможността за измама на гласоподавателите и гарантира целостта на процеса на гласуване.
4. Управление на веригата за доставки
Блокчейн технологията може да се използва за създаване на регистър на всички трансакции в рамките на веригата за доставки. Всяка трансакция може да бъде записана като блок в блокчейна, създавайки неизменен и прозрачен запис на целия процес на веригата за доставки.
5. Смарт договори
Смарт договорите са самоизпълняващи се договори, които могат да бъдат програмирани да се изпълняват автоматично, когато са изпълнени определени условия. Блокчейн технологията позволява създаването и изпълнението на смарт договори по сигурен и децентрализиран начин. Едно от най-обещаващите приложения на смарт договорите е за децентрализирани приложения (dApp-ове) и организации (DAO).
“Когато Биткойн бе представен през 2009 г., целта беше осигуряването на финансова свобода и прозрачност чрез децентрализирана цифрова валута. Това постави блокчейн технологиите на финансовата карта и от тогава тя се развива с безпрецедентни темпове. Днес можем да направим безпроблемен превод на средства до другата страна на планетата изключително бързо и с пренебрежимо ниски такси. Блокчейн и крипто отговарят на много от дефицитите на днешната финансова система. Например, според Световната банка уреждането на трансграничен банков превод може да отнеме до 5 работни дни, а таксите достигат до 6,35% на трансакция. С нарастващия пазар на трансгранични B2B плащания, който през 2023 г. се оценява на 39 трилиона долара, а до 2030 г. се очаква да достигне 53 трилиона долара, неефективността продължава, особено в система, първоначално разработена преди десетилетия” споделя Веселин Георгиев, Country Manager на Binance за България.
*Binance е глобална блокчейн екосистема и най-голямата борса за цифрови активи.
